Υλοποίηση μηχανισμού πρόβλεψης της κίνησης χρηστών κινητών συσκευών και μεταφόρτωσης υπολογισμών για εφαρμογές αναγνώρισης εικόνων

Abstract

Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη τεχνικής διαμοιρασμού υπολογισμών μεταξύ έξυπνων κινητών συσκευών και εξυπηρετητών στο άκρο του δικτύου. Η τεχνική αυτή χρησιμοποιήθηκε για την εφαρμογή αναγνώρισης αντικειμένων εξασφαλίζοντας εγγυημένη απόδοση της υπηρεσίας στους χρήστες κινητών συσκευών. Η αναγνώριση αντικειμένων είναι μια εφαρμογή που απαιτεί πολλούς υπολογιστικούς πόρους, με αποτέλεσμα στις κινητές συσκευές να εκτελείται αργά και να καταναλώνει αρκετή ενέργεια. Για την εξοικονόμηση ενέργειας και πόρων, ο χρήστης μπορεί να αποστέλλει τα δεδομένα του σε ένα εξυπηρετητή που είναι γρήγορα προσβάσιμος στα άκρα του δικτύου. Συγκεκριμένα, έγινε μελέτη των τεχνικών εύρεσης σε πραγματικό χρόνο της σχετικής τοποθεσίας ενός χρήστη κινητής συσκευής σε έναν χώρο μέσω διαφόρων τεχνικών και σύγκριση αυτών των μεθόδων για την εύρεση του πιο αποδοτικού για την συγκεκριμένη εφαρμογή. Η γνώση της κινητικότητας του χρήστη είναι αναπόσπαστο κομμάτι της πληροφορίας που χρειάζεται η εφαρμογή και, σε συνεργασία με την γνώση της σχετικής θέσης των εξυπηρετητών στον ίδιο χώρο, χρησιμοποιήθηκε για την βέλτιστη επιλογή βάσει συνθηκών του κατάλληλου εξυπηρετητή για την εκτέλεση της υπηρεσίας αναγνώρισης εικόνας με βάση έναν αλγόριθμο γεωμετρικού προσδιορισμού και ελαχιστοποίησης συνάρτησης κόστους με μετρικές απόστασης, ταχύτητας και συχνότητας μεταφοράς δεδομένων μεταξύ κινητής συσκευής και εξυπηρετητή. Στα πλαίσια της εργασίας χρησιμοποιήθηκε κινητή συσκευή Raspberry Pi 3 συνδεδεμένο με φορητή μπαταρία και εξυπηρετητές τύπου linux στον χώρο του Εργαστηρίου Διαχείρισης & Βέλτιστου Σχεδιασμού Δικτύων Τηλεματικής του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Η εφαρμογή υλοποιήθηκε με την χρήση του λογισμικού Django για την παροχή της υπηρεσίας των εξυπηρετητών μέσω ασύρματων δικτύων WiFi και TensorFlow για την εφαρμογή αναγνώρισης εικόνας. Η χρήση των συγκεκριμένων εργαλείων έγινε με στόχο την απλότητα, ταχύτητα, ευελιξία και κλιμακωσιμότητα που προσφέρουν.